Wissenschaftler des Fraunhofer ISE und des FMF der Uni Freiburg konnten den im September 2020 verkündeten Rekord für eine 1 Quadratzentimeter große, organische Solarzelle verbessern. Die neue Solarzelle stellt mit einem Wirkungsgrad von 15,8 Prozent erneut den Weltrekord in dieser Kategorie auf. „Die Verbesserung bei der Rekord-Solarzelle haben wir ganz wesentlich durch den Einsatz einer Anti-Reflexionsbeschichtung erreicht“, erklärt Uli Würfel. Er ist Abteilungsleiter für Organische und Perowskit-Photovoltaik am Fraunhofer ISE.
Semitransparente Zellen in Arbeit
So wird mehr Licht in der photoaktiven Schicht der Zelle absorbiert – und ein höherer Strom generiert. Das für die Beschichtung nötige Dünnschichtsystem entwickelten die Forscher einer benachbarten Abteilung am Fraunhofer ISE. Neben der Verringerung der Oberflächenreflexion entwickelt das Fraunhofer ISE mit diesem Beschichtungsverfahren auch Elektroden für semitransparente organische Solarzellen. Diese bestehen aus einer photoaktiven, organischen Schicht, aufgebracht auf einer Rückelektrode, die das sichtbare Licht durchlässt und gleichzeitig das Nahinfrarot-Licht zurück in die Zelle wirft.
Vorteile organischer Solarzellen
Organische Solarzellen, kurz OPV, können ohne Verwendung von Schwermetallen und anderen kritischen Elementen hergestellt werden. Sie haben ein geringes Gewicht, sind mechanisch flexibel, lassen sich sehr gut integrieren. Zudem haben sie auch bei semitransparenter Bauart ein homogenes Erscheinungsbild. Durch Auswahl organischer Halbleiter, die ausschließlich infrarotes Licht absorbieren, können transparente Solarzellen für Fenster und Agrarschutzfolien oder Gewächshausgläser entwickelt werden, die verschiedene Nutzen wie Schutz gegen Unwetter und Überhitzung mit einer relevanten Stromerzeugung verbinden können. Bis zur Produktreife gilt es allerdings noch einige Entwicklungsschritte zu gehen. (nhp)
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